smørefedt

6.13.1 Fedtkompositioner og karakterisering

“fedt” er dybest set olie, der indeholder et fortykningsmiddel for at øge viskositeten. Fortykningsmidlet kan være en sæbe, eller det kan være et fast stof med et højt overfladeareal. Fedtsyresæber af lithium, calcium, natrium, aluminium og barium anvendes almindeligvis i koncentrationer på 8% -25%. Fint opdelte lerarter såsom bentonit og hektorit anvendes som faste stoffer med høj overflade, normalt efter belægning med en kvaternær ammoniumforbindelse for forbedret kompatibilitet med olien. Lerene blev brugt mere almindeligt i tidlige fedtstoffer, og de sæbetykkede fedtstoffer er mere almindelige i dag. Sammenlignet med de andre fortykningsmidler har PTFE den laveste COF og er egnet til brug op til 300 liter C, men betragtes typisk kun til brug med op til moderate belastninger. PTFE bruges som en “fortifier” i kombination med et af de andre fortykningsmidler eller bruges alene, især til fedt, der er til brug ved høj temperatur eller applikationer, der involverer forventninger til lang levetid. Når det bruges som befæstningsmiddel, kan PTFE give forbedret friktionsreduktion og også reservere smøring, hvis olien i fedt presses ud af en tæt afstand. PTFE ‘ s fortykkelseskraft er en direkte funktion af dens overfladeareal, så dispersionstypen PTFE bruges oftest til dette formål. En række olier kan anvendes som fedtbase på samme måde som beskrevet ovenfor for smøremidler generelt. Olien, der bruges i mineraloliebaseret fedt, er typisk standard SAE 20-30 viskositetsolie, men olieviskositeten kan ændres afhængigt af applikationen. Applikationer med høj temperatur og lang levetid anvender normalt mere stabile olier, såsom syntetisk silikone, polyester, PAO eller perfluoropolyetherolier, og anvender ofte PTFE som fortykningsmiddel eller fortifier. En god oversigt over de syntetiske olier, der kan anvendes til fedt fremstilling er præsenteret i Ref. . Perfluoralkyletherfedt anvendes især til applikationer, der kræver ydeevne over et betydeligt temperaturområde, og hvor iltbestandighed er nødvendig. Andre fortykningsmidler kan anvendes i samme fedt foruden PTFE. Det er almindeligt at tykke silikoneolier (faktisk polysiloksaner) med en blanding af amorf ryget silica og PTFE. Ler såsom bentonit kan anvendes i kombination med PTFE til at tykke syntetiske Pao -, ester-og fluorcarbonolier.

det typiske PTFE-niveau, der anvendes som fedtfortykningsmiddel, dækker et interval på 3% -40% afhængigt af kravene til fedtpåføringen. Den lave ende af dette interval gælder, når PTFE anvendes som befæstningsmiddel, og andre fortykningsmidler er til stede. PTFE-niveauet varierer fra 20% Til 40%, når det bruges som det eneste fortykningsmiddel til fedtet. Det foretrækkes generelt at holde PTFE-niveauet (eller andre fortykningsmidler) så lavt som muligt, da olien i fedtet er det primære smøremiddel. Mængden af krævet PTFE afhænger af dets kvalitet / overfladeareal. Kun 20% af en god jomfru dispersionstype PTFE med et højt overfladeareal er påkrævet for at fremstille et NLGI Grade 2-fedt, men op til 40% kan kræves af skrot PTFE med et lavt overfladeareal. Som nævnt ovenfor skal mængden af PTFE være tilstrækkelig til at øge viskositeten i den krævede grad.

den højere viskositet af fedt forenkler tætningskravene til mange applikationer og giver større sikkerhed for, at stramme frirum forbliver smurt. Fedt er forskydningsfortyndende smøremidler, hvilket betyder, at deres viskositet falder under forskydning. Typiske anvendelser er til kugle-og rullelejer i husholdningsapparater, hjullejer til biler, værktøjsmaskiner, gear og Jernbaneudstyr. Anvendelsen af PTFE i fedt giver reserve smøreevne til applikationer med lange perioder med inaktivitet, hvor olien kan adskille sig fra slidfladerne. Fedtstoffer er også generelt effektive til at udelukke vand fra den smurte del. Alle fedtanvendelser involverer ikke grænsesmøring, hvor der er behov for ekstra slidstyrke. Men nogle gør, og som i mange smøringssituationer kan tilstedeværelsen af tilsætningsstoffer give beskyttelse mod slid. Til dette formål indbefatter additiver molybdendisulfid, grafit, talkum, PTFE.

producenter af mekanisk udstyr skal ofte beslutte, om de skal anvende olie-eller fedtsmøring. Olie bruges generelt, hvis driftstemperaturen er konstant høj, og oliestrømmen er nødvendig for at fjerne varmen. Cirkulerende olie foretrækkes også, hvis det ønskes at filtrere snavs fra systemet ved hjælp af olien. Olier foretrækkes også med lave startmomenter. Fedt anbefales, når der kræves lange intervaller mellem gensmøringer, og når der anvendes enkle huse og tætninger, der ikke er designet til at tilbageholde olie eller forsegle forurenende stoffer.

fedt kan bruges til metal-til-metal-kontakt, metal-til-plast og plast-til-plast-kontakt. Ifølge Paul Bessette, en nationalt kendt konsulent inden for smøring og triboscience, “Smørekvalitet polytetrafluorethylen er et ekstremt effektivt fast smøremiddel til applikationer, der involverer plast på grund af dets evne til at reducere friktion og brænde i overflader og derved reducere kontaktspændinger og forbedre de skadelige virkninger af glasfibre. En betydelig mængde PTFE bruges til at befæste fedt beregnet til smøring af plastkomponenter. Desuden er PTFE det fortykningsmiddel, der vælges til fremstilling af fedt beregnet til de mest krævende tribologiske anvendelser.”.134

fedtstoffer fremstilles generelt ved først at blande ingredienserne (olie, fluoropolymer og andre tilsætningsstoffer) og derefter føre dem gennem en kuglemølle, kolloidmølle, homogenisator eller lignende enhed. Brugen af høj temperatur (op til 200 liter C) for at forbedre befugtning under blanding og derefter høj forskydning under fræsning er almindelig.

karakterisering af fedt kan udføres ved hjælp af en række standardiserede metoder. Der er flere standardorganisationer rundt om i verden, der forbereder sådanne metoder. Den amerikanske organisation kaldes ASTM (American Society for Testing and Materials) International, den britiske organisation kaldes International Petroleum (IP) testmetoder osv. Den Internationale Organisation for standardisering (ISO) forsøger i øjeblikket at standardisere metoder over hele verden. Nogle af ASTM testmetoderne er angivet nedenfor.

den type fedt, der anvendes i en applikation, afhænger af kravene til den applikation. Det mest almindelige fedt er NLGI klasse 2.

en vigtig karakteriseringstest af fedt er evaluering af dets anvendelse i en slidsituation. Slidprøver bruger normalt to overflader, der gnider mod hinanden med fedtet indsat mellem de to overflader. Slid måles efter vægt eller volumen tab, eller mere almindeligt, ved dimensionerne af den resulterende slid ar. Ekstreme trykprøvninger kan omfatte en måling af den belastning, der kræves for at forårsage svejsning eller beslaglæggelse af kontaktfladerne. Testbetingelserne varierer efter temperatur og påført belastning. To metoder, der bruges til at karakterisere fedtets slidegenskaber, er Fire-Ball test ASTM D 2266 og ASTM D 2596. De ligner meget de fire-Ball tests, der anvendes med smøremidler med lav viskositet (se tidligere diskussion). Begge metoder anvender en roterende stålkugle mod tre lignende stationære stålkugler. ASTM D 2266 køres med lette belastninger og måler diameteren på det resulterende slidar. Metode D 2596 anvender tungere belastninger og måler belastningsindekset og svejsebelastningen. Ekstrem trykydelse måles undertiden af ” svejsebelastningen.”Dette er den belastning, der kræves i Fireboldprøven for at forårsage faktisk beslaglæggelse eller svejsning af kuglerne sammen. En startbelastning påføres og øges med forudbestemte intervaller, indtil den roterende kugle griber og svejses til de stationære kugler.

de fleste fedtstoffer baseret på mineralolier bruger ikke fluoropolymerer som fortykningsmidler. Anvendelsen af fluoropolymerer som tilsætningsstoffer til fedt baseret på syntetiske olier er mere almindelig, især perfluoropolyether og polyalphaolefinerolier og især til brug ved høj temperatur. Mange af fedtproducenterne inkluderer syntetisk oliebaseret fedt fortykket med PTFE i deres produktlinjer. Der er også polyfluoroksan fedt fortykket med PTFE i deres produktserie.de tre største producenter af perfluoropolyetherolier og fedtstoffer er DuPont, Solvay Soleksis og Daikin. De kemiske strukturer i olien fra hvert firma har forskellige kemiske strukturer som vist nedenfor. Alle er fortykket med PTFE og DuPont og Solvay gøre et punkt at sige, at særlige kvaliteter af PTFE anvendes til fortykkelse.

De konsekvenser synes at være, at den særlige PTFE kvaliteter har usædvanlig stor overflade.